超流体$^4$He逆流中的湍流和间歇性增强统计学
摘要：关于超流$^4$He逆流湍流的能谱、二阶和高阶速度差的结构函数的详细分析：温度和热流范围广泛。我们表明，一维能谱$E\_{xz}(k\_y)$（在$xz$-平面上，与通道壁平行）作为壁法向波矢$k\_y$的函数直接测量，提供了比相应的二阶结构函数$S\_{2}(\delta\_y)$更详细的关于能量分布在尺度上的信息。特别地，我们发现了两个具有不同表观指数的$k\_y$区间：对于$k\lesssim k\_ imes$，$E\_{xz}(k\_y)\propto k\_y^{-m\_C}$；对于$kgtrsim k\_ imes$，$E\_{xz}(k\_y)\propto k\_y^{-m\_F}$。这里，$k\_ imes$代表与正常流体速度分量之间相对强烈（对于$k\lesssim k\_ imes$）和相对弱化（对于$kgtrsim k\_ imes$）的耦合分离尺度。我们将这些$k$范围解释为级联主导和相互摩擦主导的区间。实验能谱$E\_{xz}(k\_y)$的一般行为与预测的能谱[Phys. Rev. B 97, 214513 (2018)]相符。对$n$阶结构函数统计的分析表明，在能量包含区间中，逆流湍流的统计规律接近于高斯分布，类似于经典流体动力学湍流。在级联和相互摩擦控制的区间，与经典湍流相比，我们发现了一些适度的间歇性增强。然而，在较小的尺度上，间歇性比经典湍流更加强烈。
作者：S. Bao, W. Guo, V. S. L'vov, A. Pomyalov
论文ID：1810.00507
分类：Other Condensed Matter
分类简称：cond-mat.other
提交时间：2018-12-05